Шинобу Мори

1 Biological Science Laboratories, Kao Corporation, 2606 Akabane, Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi, 321-3497 Япония

затлъстяването

Акико Ширайши

1 Biological Science Laboratories, Kao Corporation, 2606 Akabane, Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi, 321-3497 Япония

Карън Еплен

2 Spring Grove Laboratories, 375 Thomas More Parkway, Suite 112, Crestview Hills, KY 41017 САЩ

Desiree Butcher

2 Spring Grove Laboratories, 375 Thomas More Parkway, Suite 112, Crestview Hills, KY 41017 САЩ

Дайки Мурасе

1 Biological Science Laboratories, Kao Corporation, 2606 Akabane, Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi, 321-3497 Япония

Юка Ясуда

3 Научни лаборатории за анализ, Kao Corporation, 2606 Akabane, Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi, 321-3497 Япония

Такатоши Мурасе

1 Biological Science Laboratories, Kao Corporation, 2606 Akabane, Ichikai-machi, Haga-gun, Tochigi, 321-3497 Япония

Свързани данни

Всички данни, генерирани или анализирани по време на това проучване, са включени в тази публикувана статия и нейните допълнителни файлове.

Резюме

Заден план

Затлъстяването се счита за проблематично не само като основна причина за диабет, хипертония и дислипидемия, но и като риск от неразрешима дерматоза; въпреки това влиянието на затлъстяването върху функцията на кожата не е изяснено. За да изясним механизма на свързаните със затлъстяването кожни заболявания, ние имахме за цел да характеризираме функцията на кожата на лица със затлъстяване и да идентифицираме възможни влияещи фактори.

Методи

Комплексни анализи, включващи инструментално измерване, биохимични и липидомични изследвания, бяха извършени за кожа на лицето и физическа оценка при 93 жени от бялата раса със затлъстяване (OB) и ненадеждност (NOB).

Резултати

При OB се потвърждава дисбаланс в метаболизма на въглехидратите и липидите, активността на автономните нерви и секретираните фактори. По отношение на свойствата на кожата при OB грапавостта на повърхността е по-висока със 70%, съдържанието на вода е по-ниска с 12% и се наблюдават промени в липидния профил на роговия слой керамид; по-специално, 7% намаление на [NP] тип керамид, в сравнение с NOB. Освен това при OB се наблюдава значително зачервяване, придружено от 34% увеличение на притока на кръв в кожата. Корелационният анализ изясни, че съдържанието на вода е силно корелирано с местните индекси на кожата, като състава на керамидите, зачервяването, кръвния поток и TNFα в роговия слой, докато грапавостта е свързана със системните индекси като серумен инсулин, лептин и IL-6.

Заключения

Характеристиките на свързаната със затлъстяването кожа са (A) намаляване на бариерната и овлажняваща функция, придружени от междуклетъчен липиден дисбаланс, (B) повишено зачервяване, придружено от хемодинамични промени, и (C) грапавост на повърхността. Предполага се, че всеки симптом се дължи на различни причини за локално и/или системно физиологично увреждане, свързани с автономната нервно-съдова система, възпаление и инсулинова резистентност.

Електронен допълнителен материал

Онлайн версията на тази статия (10.1186/s12944-017-0608-1) съдържа допълнителен материал, който е достъпен за оторизирани потребители.

Фонове

Мастната тъкан е уникален многофункционален орган, който служи не само като просто съхранение на излишната енергия, но и като съединителна тъкан, метаболитен орган, ендокринен орган и източник на стволови клетки. Затлъстяването представлява хипертрофия или хиперплазия на адипоцитите и се счита за сериозна пандемия в световен мащаб. Последните проучвания демонстрират, че прекомерното натрупване на интраабдоминална мазнина, наречена „висцерална мазнина“, играе важна роля в сложната каскада от метаболитен синдром и диабет. Повишената висцерална мастна тъкан отделя различни хормони, мастни киселини и провъзпалителни цитокини, като IL-6 и TNF-a, наречени „адипокини“, и те индуцират инсулинова резистентност в отдалечени органи като черен дроб, скелетни мускули и кръвоносни съдове [ 1–3].

Съобщава се за клинични наблюдения на кожни нарушения при пациенти със затлъстяване, включително язви под налягане, лимфедем, псориазис, nigricum, целулит и стрии [4, 5]. Неразрешими патологични промени в кожата се появяват и при пациенти с диабет, които се дължат на увреждане на кръвоносната, нервната и имунната системи [6, 7]. Предполагаме, че затлъстяването причинява нарушение на физиологията на кожата, но свързаните със затлъстяването промени в функциите на кожата и молекулните механизми не са достатъчно изяснени. Целта на това проучване беше да се характеризират кожните свойства на американските жени със затлъстяване чрез инструментално измерване, нови липидомични анализи и биохимична оценка и следователно да се изясни връзката между кожните и здравните функции.

Методи

Субекти

Кавказко-американските жени, на възраст между 30 и 49 години, бяха разделени на две групи, групата без затлъстяване (NOB, n = 46) и групата със затлъстяване (OB, n = 47), според индекса на телесна маса (BMI). ИТМ се изчислява от измерената стойност на височина и телесно тегло и критериите за ИТМ между NOB и OB са над или под 30 kg/m 2. Всички субекти са били непушачи, преди менопаузата, не са били бременни и не са приемали лекарства за затлъстяване, диабет или кожни заболявания.

Измервания на телесния състав и кръвното налягане

Телесното тегло и телесните мазнини се измерват чрез анализ на биоелектричния импеданс, като се използва измервател на телесен състав EW-FA71 (Panasonic, Осака, Япония). Височината се измерва с височина. Измерват се обиколките на бедрото и талията на нивото на пъпа в изправено положение и се използват за изчисляване на съотношението талия/ханш (WHR). Кръвното налягане беше измерено с помощта на цифров апарат за кръвно налягане (ReliOn HEM-780REL, Omron Healthcare, Inc., IL, САЩ).

Анализ на кръвта

Вземането на кръв се извършва след гладуване в продължение на 12 часа. Целевите биохимични маркери и хормони в серумните проби се определят чрез ензимен имуноанализ или радиоимунен анализ съгласно инструкциите на производителя (Допълнителен файл 1: Таблица S1). Целевите биохимични маркери са глюкоза, хемоглобин А1с (HbA1c), триглицериди (TG), общ холестерол (Total-Cho), липопротеинов холестерол с ниска плътност (LDL-Cho), липопротеинов холестерол с висока плътност (HDL-Cho), c- реактивен протеин (CRP), инсулин, лептин, адипонектин и IL-6. Оценка на хомеостазния модел - инсулинова резистентност (HOMA-IR) се изчислява от нивото на инсулин и глюкоза на гладно. Идентифицирахме MetS като индекс на степента на метаболитен синдром. Броят на елементите, които отговарят на критериите [8], се отчита (от 0 до 5 точки) като MetS (Допълнителен файл 1: Таблица S1).

Анализ на активността на вегетативния нерв

За характеризиране на активността на автономните нерви е получена електрокардиограма по време на сън, като се използва монитор за сърдечен ритъм (ActiHeart; CamNtech Inc., TX, USA) с разделителна способност 1mS. Данните бяха прехвърлени към софтуера Actiheart (CamNtech Inc.) и бяха анализирани вариабилността на сърдечната честота и интервала между биенето. Сърдечната честота (HR), нискочестотният спектър (LF); (0,05–0,15 Hz), високочестотният спектър (HF); (0,15–0,4 Hz) и общата мощност (TF) за 4 h (2–6 h след заспиване) бяха изчислени. HF и LF/HF бяха приети като показатели на парасимпатиковата нервна активност и съответно на симпатиковата нервна активност [9]. TF беше приет като обща активност на вегетативните нерви.

Инструментални измервания

Субектите са почивали повече от 20 минути за стабилизиране след почистване на лицето. За оценка на атрибутите на кожата са получени изображения на лицето в седнало положение със системата за изображения Visia-CR2 (Canfield Scientific, Inc., NJ, USA). Следните инструментални измервания бяха направени с региона на интерес (ROI) в дясната буза. Измервания на капацитета и транс-епидермалната загуба на вода (TEWL), като индекси на водното съдържание и бариерната функция на роговия слой (SC) в епидермиса, като се използва Corneometer-Tewameter MPA 580 (Courage + Khazaka electronic GmbH, Кьолн, Германия), повърхностна структура, като грапавост, люспест и бръчки, с помощта на Visioscan VC98 (Courage + Khazaka electronic GmbH) и тонус на кожата с помощта на колориметър CR-400 (Konica Minolta, Inc., Токио, Япония) са извършени според производителите инструкция. Цветовата разлика се изчислява от получените параметри, a *, b * и L * [10] (Допълнителен файл 1: Таблица S1). Зачервяването е отчетено от 1 до 5 точки на челото, носа, горната част на бузата и долната буза, като се използват изображения, получени с Visia-CR2. Общият резултат от тези четири региона беше приет като индивидуален резултат за зачервяване.

За да оценим микроциркулацията в кожата, включително подкожната тъкан, приехме две измервания. Едната беше лазерната система за кръвен поток, PeriCam PSI NR (Perimed AB, Järfälla, Швеция), която има висока чувствителност за откриване на повърхностно кръвообращение чрез изображения в реално време. Непрекъснатите изображения на ROI бяха получени през 20 s и анализирани с помощта на софтуера PIMSoft (Perimed AB) за изчисляване на средните стойности и стандартните отклонения на перфузията в ROI. Монитор за оксигенация на тъканна кръв, BOM-L1TRSF (Omegawave Inc., Токио, Япония), базиран на близка инфрачервена спектроскопия (NIRS), е използван за количествено определяне на кислороден хемоглобин (Oxy-Hb), деоксигениран хемоглобин (Deoxy-Hb) и общ хемоглобин (Total-Hb) в подкожните тъкани на дълбочина 3–5 mm. За измерване на температурата на сърцевината и повърхността на кожата са използвани термометър за ухо (ThermoScan 5; Braun GmbH, Kronberg, Германия) и термометър за кожата (Thermo-meter ST500, Courage + Khazaka electronic GmbH).

Липидомичен анализ на междуклетъчен липид

След инструменталните измервания SC образците в ROI бяха събрани чрез лентово отстраняване 3 пъти. Липидите бяха извлечени от тези проби и анализирани, както е описано в Допълнителен файл 1: Таблица S1 и подробно описано в предишен доклад [11]. Анализирани са липиден профил за мастни киселини с права верига (FFA), разклонени вериги FFA, мононенаситени мастни киселини, керамиди (Cers), холестерол и холестерол сулфат. Cers включва единадесет типа: Cer [NDS], [NS], [NH], [NP], [ADS], [AS], [AH], [AP], [EOS], [EOH] и [EOP]. Cer [NDS] съдържа не-OH мастни киселини [N] и дихидросфингозини [DS], Cer [NS] съдържа [N] и сфингозини [S], Cer [NH] съдържа [N] и 6-хидрокси сфингозини [H], Cer [NP] съдържа [N] и фитосфингозини [P], Cer [ADS] съдържа α-OH мастни киселини [A] и [DS], Cer [AS] съдържа [A] и [S], Cer [AH] съдържа [A] и [H], Cer [AP] съдържа [A] и [P], Cer [EODS] съдържа естерифицирани ω-хидрокси мастни киселини [EO] и [DS], Cer [EOS] съдържа [EO] и [ S], Cer [EOH] съдържа [EO] и [H], а Cer [EOP] съдържа [EO] и [P]. Количествената концентрация на протеина се определя с помощта на BCA комплект за анализ (Thermo Scientific, IL, САЩ).

Цитокини в роговия слой

SC пробите се екстрахират с PBS с 0,1% Triton-X 100 (Sigma-Aldrich Co., Llc., MO, USA) в продължение на два часа и се центрофугират в продължение на 15 минути при 2000 × g. Получените супернатанти се използват за количествено определяне на протеини и цитокини. Количествената концентрация на протеина се определя с помощта на BCA комплект за анализ (Thermo Scientific). Концентрацията на IL-1α, IL-1 рецепторен антагонист (IL-1ra) и TNFα се определя с помощта на ELISA (R&D systems, Inc., MN, USA) и се нормализира от протеиновата концентрация. Съотношението [IL-1ra/IL-1α] беше изчислено като дермален възпалителен индекс [12].

Статистика

Разпределението на данните беше представено чрез начертаване на полета, показващо средна стойност, 25-ти персентил, 50-ти персентил и 75-и персентил от групата. Разликата на средните стойности беше сравнена между двете групи, използвайки несдвоен t-тест на Student или U-тест на Mann-Whitney. p 1 и Допълнителен файл 2: Фигура S1. Няма значителна разлика във възрастта между 2-те групи, но средният ИТМ, телесните мазнини, обиколката на талията и тазобедрената става при OB са 1,58- и 1,77 пъти по-високи/по-големи от тези в NOB, показващи значително натрупване на мазнини. WHR при OB е значително по-висок от този при NOB и средната стойност надвишава 0,90. Както систолното, така и диастоличното кръвно налягане са били значително по-високи при OB от това при NOB. Що се отнася до липидната метаболитна система, средният TG е 150 mg/dL или по-висок при OB, което е значително по-високо. Не се забелязва значителна разлика в Total-Cho между двете групи, но LDL-Cho е значително по-висока при OB. Обратно, средният HDL-Cho е 50 mg/dL при OB, което е значително по-ниско. Що се отнася до метаболитната система на глюкозата, глюкозата, инсулинът, HbA1c и HOMA-IR са значително по-високи или са склонни да бъдат по-високи при OB, отколкото при NOB, а MetS също е значително по-висок при OB, отколкото при NOB.

маса 1

Профил на телесния състав и маркери в серума и роговия слой